Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2

3 LISP (List Processing — обработка списков) и PROLOG — языки, со-зданные для исследований в области искусственного интеллекта.

3 BASIC (Beginner’s All-Purpose Symbolic Instruction Code — универсаль-ный язык символьных инструкций для начинающих) — язык, отличаю-щийся простотой создания программ.

3 Pascal (назван его создателем Виртом в честь великого французского математика, физика, литератора и философа Блеза Паскаля) — создан в 1970 году как язык для обучения программированию. По мнению Вирта, Pascal должен был способствовать соблюдению правильной дисциплины программирования, поэтому, наряду со строгой типиза-цией, в нем сведены к минимуму возможные синтаксические неодно-значности, а сам синтаксис интуитивно понятен даже при первом знакомстве с языком.

3 C (произносится «Си») — язык, позволяющий создавать быстро и эф-фективно выполняющийся программный код.

Языки объектно-ориентированного программирования. В 90-х годах XX века начали создаваться объектно-ориентированные языки програм­мирования (следующий этап развития языков программирования высо-кого уровня), позволяющие визуально конструировать графический интерфейс приложений:

3 Visual Basic .NET — среда разработки, созданная корпорацией Micro­soft для создания приложений с графическим интерфейсом в среде операционной системы Windows на основе платформы .NET.

3 C++ и С# — языки объектно-ориентированного программирования, созданные на базе языка С и использующие все его преимущества.

3 Object Pascal — язык, созданный компанией Borland для разработки приложений с графическим интерфейсом в среде Delphi для операци­онной системы Windows.

На рис. 1 представлена упрощенная схема развития языков програм­мирования.

2. Введение

в объектно-ориентированное

программирование

В данном пособии рассматривается учебный курс с использованием системы программирования Visual Basic .NET, которая базируется на методологии под названием «объектно-ориентированное программирование» (ООП).

В основе ООП лежит понятие объекта, объединяющего в себе свойства объекта и методы объекта (действия объектов и над объектами). Такое объединение свойств и методов в объекте называется инкапсуляцией. Она позволяет при создании программы скрыть особенности реализации того

Составлена на базе источника: http://www.oreilly.com/pub/a/oreilly/news/languageposter_0504.html

или иного способа обработки информации внутри объекта и облегчает по-вторное использование ранее написанного кода.

Для описания разных видов программных объектов служат классы. Класс определяет набор свойств и методов, являясь своего рода шабло-ном, на основе которого создаются объекты. Соответственно, любой объ-ект является экземпляром некоторого класса. Разработка объектно-ориентированной программы сводится, в первую очередь, к созданию на-бора классов, обладающих необходимыми программисту свойствами и методами.

Новые классы могут создаваться на основе уже существующих (пред­ков), при этом они (потомки) наследуют свойства и методы последних. Создавая классы-потомки, разработчик может добавить им новые свойст­ва и методы, а может переопределить методы, унаследованные от клас­са-предка. Возможность менять поведение программных объектов при вызове одноименного метода называется полиморфизмом. Инкапсуля­ция, наследование и полиморфизм — три базовых принципа, лежащих в основе ООП.

После того как необходимые классы определены, разработчику про-граммы остается создать на их основе нужные объекты и организовать взаимодействие между ними путем обмена сообщениями и реакции на со­бытия. В этом взаимодействии объектов, собственно, и заключается ра-бота объектно-ориентированной программы.

В приложении 1 даны определения базовых понятий объектно-ориен-тированного программирования.

Если вы не знакомы с языком Visual Basic .NET, рекомендуем также изучить справочник по нему, приведенный в приложении 2.

3. Краткий обзор .NET Framework и Visual Studio .NET

Система объектно-ориентированного программирования Visual Basic .NET является составной частью единой среды разработки приложений Visual Studio .NET. Последняя, в свою очередь, базируется на разработанной корпорацией Майкрософт платформе .NET Framework и представляет со-бой универсальный инструмент, с помощью которого можно создавать са-

мые разнообразные приложения, начиная от программ командной строки и заканчивая веб-службами XML. Такие приложения могут созда-ваться с использованием разных языков программирования, из которых Visual Basic .NET является, по-видимому, наиболее простым для воспри­ятия и освоения.

Чтобы немного разобраться в сущности разработанных Майкрософт технологий, кратко рассмотрим архитектуру .NET Framework, а также место Visual Studio .NET и Visual Basic .NET в этой архитектуре.

Основным элементом .NET Framework является общеязыковая среда выполнения приложений. Эту среду (по-английски она называется Com­mon Language Runtime, или CLR) можно считать неким агентом, кото-рый выполняет следующие функции:

3 обеспечивает компиляцию кода по мере вызова тех или иных компо-нентов программы;

3 распределяет память для кэширования откомпилированного кода и размещения данных;

3 управляет потоками вычислений и удаленным взаимодействием про-грамм;

3 обеспечивает строгую проверку типов данных и другие виды проверки точности кода, что гарантирует безопасность и надежность выполне-ния программ.

Таким образом, основным принципом работы CLR является управле-ние программным кодом. Именно поэтому код, который выполняется в .NET Framework, называют управляемым кодом (managed code), а код, который выполняется на компьютере, минуя CLR, — неуправляемым (unmanaged). Более того, данные, с которыми работает управляемый код, также находятся под полным контролем CLR и поэтому называются управляемыми данными (managed data).

Другой основной компонент .NET Framework — общая для всех язы-ков программирования библиотека классов. Ее наличие позволяет разра-ботчикам использовать единую систему типов данных и вызываемых функций (точнее, программных объектов, их свойств и методов¹). Соот­ветственно, большая часть функциональности программы, которая ранее реализовывалась за счет функций и процедур конкретного языка про-граммирования, теперь обеспечивается использованием библиотеки

¹ Классы, объекты, свойства и методы более подробно обсуждаются далее в разделе, посвящен-ном основам объектно-ориентированного программирования.

классов. Например, чтобы вычислить квадратный корень в предыдущих версиях Visual Basic, программисту нужно было воспользоваться конст­рукцией вида:

X=SQR(Y)

В Visual Basic .NET аналогичный оператор будет выглядеть иначе:

X=System.Math.Sqrt(Y)

В этой конструкции уже будет задействован один из стандартных классов библиотеки .NET Framework, относящийся к так называемому простран­ству имен ¹ (namespace) System.Math.

Существенным преимуществом данного подхода является возмож-ность использовать одни и те же классы в программах, написанных на разных языках программирования: и на тех, которые разработаны кор­порацией Майкрософт, и на языках сторонних производителей. Более того, разработчики могут создавать свои собственные библиотеки классов и использовать их в дальнейшей работе. А межъязыковое взаимодейст­вие и общая среда разработки позволяют, например, в Visual Basic .NET-приложениях использовать компоненты, написанные на других языках .NET Framework.

Если изобразить основные компоненты, обеспечивающие разработку и выполнение программ на компьютере с операционной системой Windows, то получится схема, приведенная на рис. 2.

Как видно из схемы, Visual Studio .NET — это единая среда разработ­ки приложений, как традиционных, так и работающих в среде выполне-ния .NET Framework. И если первые весьма жестко привязаны к особенностям интерфейса прикладного программирования в операцион-ной системе Windows (Win32 API), то для вторых CLR «экранирует» эти особенности. Такой подход делает написанные для общеязыковой среды программы легко переносимыми на компьютеры, работающие не под управлением Windows ².

¹ В .NET Framework пространством имен называется некоторая область, в которой определены
названия, свойства и методы используемых классов (как системных, так и создаваемых разра-
ботчиком программы).

² Примеры такого переноса уже известны, например, проект Portable .NET для Linux и других
Unix-подобных систем или проект Rotor для FreeBSD и Mac OS X.

Рис. 2

Совместное использование Visual Studio .NET и .NET Framework пре-доставляет в распоряжение разработчиков один из самых мощных на се-годняшний день инструментов для создания приложений. В то же время этот инструмент является весьма простым в освоении, что дает возмож-ность применять его в курсах школьной учебной программы.

В настоящее время корпорация Майкрософт выпускает два разных ва-рианта Visual Studio для платформы .NET ¹:

1 Visual Studio .NET 2003 (в различных редакциях) и отдельные компо-ненты этой среды разработки;

3 Visual Studio 2005 (опять же в различных редакциях) и ее отдельные компоненты.

Некоторые компоненты Visual Studio 2005 в варианте Express Edition (например, Visual Basic 2005 Express Edition) сейчас распространяются корпорацией Майкрософт бесплатно; их дистрибутивы доступны для «скачивания» с сайта корпорации ².

¹ Более подробные сведения приведены на русскоязычном веб-сайте Майкрософт:
http://www.microsoft.com/Rus/Msdn/vs

² См. http://msdn.microsoft.com/vstudio/express

Следует отметить, что в этих вариантах (2005 — наиболее современ-ный) различаются как среда разработки, так и среда выполнения прило-жений (версия 2003 базируется на .NET Framework 1.1, а версия 2005 — на .NET Framework 2.0). Различия необходимо учитывать и в процессе разработки программ с помощью данных систем, и при использовании программ в дальнейшем.

В состав Visual Studio .NET входят следующие языки программирова-ния:

3 Visual Basic .NET;

3 C# (произносится Си-шарп);

3 J# (произносится Джей-шарп);

3 C++ (произносится Cи плюс плюс).

Кроме того, в эту систему включена электронная справочная система (так называемая библиотека MSDN). Русскоязычная справка размещена в Интернете по адресу http://msdn.microsoft.com/library/rus/

4. Учебные материалы

В комплект подготовленных к курсу «Основы программирования на при­мере Visual Basic .NET» учебных материалов входят:

3 методическое пособие для учителей, которое вы сейчас читаете;

3 учебное пособие по языку объектно-ориентированного программиро-вания Visual Basic .NET для учащихся;

3 прилагаемый к данному пособию компакт-диск (в тексте он обознача-ется как Microsoft-CD).

Для того чтобы подготовиться к проведению занятий по данному кур­су, необходимо заранее и тщательно ознакомиться с содержимым этих материалов. Рассмотрим подробнее, как устроено учебное пособие и что находится на компакт-диске.

Учебное пособие

Учебное пособие включает 12 глав, каждая из которых предваряется вступлением, напрямую не относящимся к обсуждаемому материалу. В этих вступлениях кратко раскрывается история развития Microsoft через создание различных версий операционных систем и языка программиро-вания Basic, что позволяет параллельно с изучением языка программи­рования совершить «путешествие во времени».

В тексте пособия используются следующие соглашения, касающиеся шрифтового оформления и выделения важной информации.

3 Курсивом выделены важные понятия и термины, а также названия диалоговых окон, пунктов меню и управляющих элементов (тексто-вых полей, кнопок и т. д.) графического интерфейса.

3 Шрифтом Courier выделены тексты программ на языке програм­мирования Visual Basic.

3 Важная информация и формулы выделены в тексте восклицательным знаком:



3 Материалы, содержащие дополнительную интересную информацию, выделены значком Л .

В конце каждой главы приведен тест, позволяющий оценить степень усвоения материала учениками. На каждый вопрос правильный ответ единственный, его нужно выбрать из четырех предложенных вариантов.

Приведем краткий обзор содержания учебного пособия.